[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

随着无线电移动通信领域中的技术变得越来越重要，对于高频资源以及在高频下运行的器件和电路的需求也已经增长。这种器件通常包括射频(RF)部件和集成电路(IC)。

此外，随着半导体处理领域中的技术得到发展，互补金属氧化物半导体(CMOS)的高频特性已经得到极大的提高。由于CMOS是基于硅，因此，能够利用良好发展的工艺技术制造低成本芯片，并且还能够利用片上系统(SOC)方法集成甚至于中间频带和系统的数字部分。因此，CMOS SOC 一般被认为是制造单芯片的最佳技术。

RF IC技术包括器件制造技术、电路设计技术和高频封装技术的结合。这些技术应该平衡地发展来开发有竞争力的RF-CMOS器件。通常，制造成本的降低是激励因素。为此，使制造工艺简化和稳定化是有益的。RF CMOS或者双极/BiCMOS器件的主要元件是RF金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、感应器、变容二极管(varactor)、金属-绝缘体-金属(MIM)电容器和电阻器。

感应器通常由形成在硅衬底上的绝缘层和形成在该绝缘层上的金属布线构成。

绝缘层通常是夹在金属布线与硅衬底之间的介电材料，其为金属布线与硅衬底之间的寄生电容的主要因素之一。

随着寄生电容增大，感应器的效率和使用频带会降低。因此，在本领域中，对于改进半导体器件及其制造方法的技术存在需求。

发明内容

本发明的实施例提供改进的半导体器件及其制造方法。这些器件可用于RF设备。

在实施例中，半导体器件可包括：第一绝缘层，设置在硅衬底上；连接布线，设置在该第一绝缘层上；第二绝缘层，设置在该第一绝缘层和该连接布线上；金属布线，以螺旋形设置在该第二绝缘层上，并且电连接到该连接布线；以及至少两个孔，设置在该第一绝缘层和该第二绝缘层中，并且位于该金属布线与该硅衬底之间且位于该金属布线下方。

在另一实施例中，半导体器件的制造方法可包括：在硅衬底上形成第一绝缘层；在该第一绝缘层上形成连接布线；在该第一绝缘层和该连接布线上形成第二绝缘层；在该第二绝缘层中形成通孔金属图案，并且接触该连接布线；在该第一绝缘层和该第二绝缘层中形成至少两个孔；在所述孔中形成牺牲层图案；在该牺牲层图案和该第二绝缘层上形成金属布线，该金属布线接触该通孔金属图案；以及去除该牺牲层图案，以在该金属布线与硅衬底之间形成空气层。

本发明的实施例通过在感应器的硅衬底与金属布线之间设置空气层能够减小寄生电容，由此能够扩展感应器的可用频率范围。

此外，本发明的实施例能够提供具有高Q因子的感应器，由此提高感应器的有效值和用于特定频率的感应器的质量。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的半导体器件的感应器的俯视图。

图2是沿图1的线I-I’得到的感应器的横截面图。

图3至图10是示出根据本发明实施例的半导体器件的感应器的制造方法的横截面图。

图11是根据本发明实施例的感应器的俯视图。

图12是示出根据本发明实施例的感应器的俯视图。

具体实施方式

当在此使用术语“上”或“之上”或者“上方”时，在涉及层、区域、图案或者结构的情况下，应该理解所述层、区域、图案或者结构可以直接位于另一层或者结构上，或者也可以存在中间层、区域、图案或者结构。当在此使用术语“下”或者“下方”时，在涉及层、区域、图案或者结构的情况下，应该理解所述层、区域、图案或者结构可以直接位于另一层或者结构下，或者也可以存在中间层、区域、图案或者结构。

下面将详细介绍本发明的实施例，其实例在附图中示出。

图1是示出根据本发明实施例的半导体器件的感应器的俯视图，而图2是沿图1的线I-I’得到的感应器的横截面图。

根据本发明实施例的感应器可以应用在任何适当的半导体器件上。例如，该半导体器件可以是互补金属氧化半导体(CMOS)器件、n沟道金属氧化物半导体(NMOS)器件或者p沟道金属氧化物半导体PMOS器件。

参照图1，在实施例中，感应器可包括金属布线125，金属布线125可形成为螺旋形。例如，金属布线125可形成为弹簧形状或者线圈形状，如同从感应器上方看到的(俯视图)。具体来说，金属布线125可形成为单个绕线元件(wound element)，并且在感应器的线中没有间隙，金属布线125可以具有弹簧或者线圈形状。金属布线125可以具有螺旋形状，并且包括几个弯部(bend)